基于4G的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在黃河防汛業(yè)務(wù)中的應(yīng)用

史月華 秦文海 袁衛(wèi)寧 陳曉明

(黃河水利委員會信息中心,河南 鄭州 450003)

基于4G的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在黃河防汛業(yè)務(wù)中的應(yīng)用

史月華 秦文海 袁衛(wèi)寧 陳曉明

(黃河水利委員會信息中心,河南 鄭州 450003)

本文主要介紹基于4G公共傳輸網(wǎng)絡(luò)的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)是如何構(gòu)成的,以及其在黃河防汛站點(diǎn)的應(yīng)用情況。

4G;無線視頻監(jiān)控;黃河防汛

隨著無線通信技術(shù)的日益發(fā)展,傳輸帶寬不斷提高,通信終端的實(shí)時信息處理能力飛速增強(qiáng),無線多媒體應(yīng)用日漸成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn),也成為人們的必然需求。基于多種無線傳輸手段的移動視頻監(jiān)控以其特有的靈活性已成為視頻監(jiān)控新的發(fā)展方向。在黃河流域沿河重要防汛站點(diǎn),基于無線傳輸?shù)囊曨l監(jiān)控解決方案是經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性兼?zhèn)涞慕鉀Q方案。

自2010年起黃河3G無線傳輸視頻監(jiān)視系統(tǒng)已經(jīng)在黃河流域全河范圍內(nèi)得到了應(yīng)用,取得了良好的應(yīng)用效果,但該系統(tǒng)受3G帶寬不足的限制,無法傳輸高清視頻圖像。

1 4G技術(shù)簡介

4G技術(shù)在通信技術(shù)中屬于一種全新的概念。它集3G與WLAN技術(shù)于一體,能夠高質(zhì)量地傳輸視頻圖像,圖像傳輸質(zhì)量能達(dá)到高清電視畫質(zhì)的程度。4G技術(shù)的下載速度可達(dá)到100Mbps,上傳的速度也可達(dá)到20Mbps,比目前的撥號上網(wǎng)方式快10倍左右。它可以提供更加穩(wěn)定和高速的無線移動網(wǎng)絡(luò),理論的下載峰值可達(dá)到每秒百兆左右,傳輸一個視頻監(jiān)控文件可能僅需幾分鐘時間。4G技術(shù)可以輕松滿足高清無線視頻監(jiān)控對于帶寬的要求。高清無線視頻監(jiān)控對于帶寬的要求,以720P實(shí)時視頻為例,采用標(biāo)準(zhǔn)H.264MainProfile壓縮算法的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)至少需要2Mbps才能獲得“高清”的視覺效果,而1080P全實(shí)時視頻則需6Mbsp以上,3G顯得“力不從心”。4G網(wǎng)絡(luò)上行速率為20Mbps,下行速率能達(dá)到100Mbps,如果有足夠的基站,而一個基站同時工作的用戶不多時能夠有效支持高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的實(shí)際應(yīng)用［1一2］。

4G技術(shù)具有高帶寬、可移動性的優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)對黃河流域視頻高清圖像的實(shí)時傳輸,大大提高監(jiān)控畫面質(zhì)量,彌補(bǔ)現(xiàn)有3G移動視頻傳輸系統(tǒng)帶寬不足、傳輸畫面質(zhì)量只能達(dá)到標(biāo)清的缺憾。4G技術(shù)使得黃河防汛視頻圖像無線傳輸達(dá)到高清畫質(zhì)成為可能。

2 4G無線監(jiān)控系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)建設(shè)主要包括三個部分：現(xiàn)地站點(diǎn)建設(shè)、傳輸通道的選擇、監(jiān)控中心建設(shè)。

現(xiàn)地站點(diǎn)建設(shè)：主要由攝像機(jī)、4G無線傳輸設(shè)備組成。視頻信號通過4G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心。

前端設(shè)備可選擇兩種方式,其一主要通過4G高速球機(jī)采集圖像信息,通過內(nèi)置的4G傳輸模塊將采集的圖像信息進(jìn)行上傳。第二種主要由高清球機(jī)采集圖像信息,然后連接4G路由器將視頻信息進(jìn)行上傳。

信息傳輸通道：隨著各個電信運(yùn)營商均在加大對4G基站的建設(shè)規(guī)模及進(jìn)度,4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍將不斷擴(kuò)大。在進(jìn)行視頻監(jiān)控站點(diǎn)建設(shè)時,可根據(jù)對現(xiàn)場各運(yùn)營商4G信號的強(qiáng)弱情況選擇4G信號較強(qiáng)的運(yùn)營商。

監(jiān)控中心：主要由監(jiān)控管理平臺、服務(wù)器、客戶端、高清解碼器、大屏幕等組成。

視頻管理平臺：監(jiān)控中心視頻管理平臺具備視頻瀏覽、控制、存儲等基本業(yè)務(wù)功能外,還具有系統(tǒng)用戶管理、設(shè)備管理、控制管理、存儲管理、調(diào)度管理、告警管理等系統(tǒng)管理功能,實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)地站點(diǎn)的集中、統(tǒng)一管理。

客戶端：支持多用戶同時多畫面瀏覽的視頻瀏覽窗口,用來播放前端數(shù)字視頻服務(wù)器傳輸?shù)囊粢曨l和圖片,以起到實(shí)時監(jiān)控的作用。

同時在監(jiān)控中心配備管理服務(wù)器、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、存儲介質(zhì)等實(shí)現(xiàn)對圖像信息的管理、轉(zhuǎn)發(fā)及存儲。并配備高清解碼器與大屏幕相聯(lián),供遠(yuǎn)程指揮時進(jìn)行直觀查看現(xiàn)場圖像,進(jìn)行輔助決策。

圖1 4G視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

3 系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)

4G視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其他無線視頻監(jiān)控相比最顯著的優(yōu)點(diǎn)是傳輸圖像質(zhì)量高,4G網(wǎng)絡(luò)擁有足夠大的網(wǎng)絡(luò)帶寬、支持多路視頻傳輸,可實(shí)現(xiàn)1080P高清圖像。我們在壺口瀑布安裝了3G及4G兩種無線視頻監(jiān)控系統(tǒng),將其傳輸至黃委的圖像進(jìn)行對比如下：

由以上圖像看出,4G網(wǎng)絡(luò)傳輸至黃委的圖像比3G網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像的清晰度大大提升。

缺點(diǎn)：目前4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域有限,一般公網(wǎng)4G受基站覆蓋影響,不能保證100%的穩(wěn)定。流量費(fèi)用相對較高。

4 結(jié)束語

隨著運(yùn)營商對4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋和系統(tǒng)容量的增加,可將4G視頻監(jiān)控應(yīng)用范圍擴(kuò)展至治黃業(yè)務(wù)的多個領(lǐng)域,如應(yīng)急搶險、防汛調(diào)度、水政監(jiān)察、工程建設(shè)等,為治黃的視頻需求提供高帶寬、高可靠性、靈活多樣化的服務(wù)。

［1］林鑫顯.基于4G無線傳輸?shù)囊曨l應(yīng)用體系的研究與分析［J］.電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2015(06):55一58.

［2］鄭海英,徐忱.基于H.264依托4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高清視頻通信［J］.信息通信,2015(05):71一74.

APPlication of 4G Video Monitoring System in the Yellow River Flood Control Business

Shi Yuehua Qin Wenhai Yuan Weining Chen Xiaoming
(Information Center of Yellow River Conservancy Commission,Zhengzhou Henan 45003)

This paper mainly introduces the composition of wireless video monitoring system based on 4G public transport network and its application in the Yellow River flood control business.

4G;wireless video monitoring system;yellow River flood control

TN929

A

1003一5168(2015)07一0028一2

2015一6一27

史月華(1979.10一)女,碩士研究生,工程師,研究方向:視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計施工及相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)工作。